Cartilagem

A cartilagem é um tecido conjuntivo por vezes elástico flexível que se encontra nos animais em diferentes tipos do corpo, incluindo na superfície das articulações entre os ossos e a caixa torácica , a orelha , o nariz , os brônquios ou os discos intervertebrais . A cartilagem é composta por células de forma arredondada, condrócitos , encerradas em células chamadas condroplastos dentro de uma matriz extracelular composta por glicosaminoglicanos e colágeno .

As propriedades mecânicas da cartilagem, tanto flexível quanto resistente, a colocam em uma posição intermediária entre o osso e os tecidos conjuntivos menos rígidos, mais ou menos densos como tendão ou músculo . A rigidez da cartilagem lhe confere um papel particularmente importante na manutenção da abertura dos vários tubos abertos do corpo, se é a traqueia , as cartilagens alar do nariz ou do pavilhão auricular do corpo. Orelha em torno da orelha canal . Em comparação com outros tecidos conjuntivos, as cartilagens têm a propriedade de não serem vascularizadas ou inervadas. No caso de lesões, sua reparação é, portanto, lenta ou quase inexistente em adultos.

Os peixes cartilaginosos ( condrichthyes ) são uma das principais classes de peixes, juntamente com os peixes ósseos . Inclui, nomeadamente, tubarões e raias cujos esqueletos são, portanto, feitos de cartilagens e não de ossos.

Tipologias

A cartilagem é classificada em três tipos. As cartilagens diferem nas quantidades relativas de seus três componentes principais.

Cartilagem hialina

Cartilagem majoritária do corpo.

As células da cartilagem ( condrócitos ) são grandes lá, e a matriz extracelular é abundante. As fibras de colágeno do tipo II (principalmente) e do tipo XI formam uma grande rede de malha, invisível ao microscópio óptico . Vascularização e inervação são inexistentes: os condrócitos se alimentam por embebição do osso subcondral. O condrócito secreta as moléculas da substância intercelular, as citocinas , enzimas capazes de degradar a matriz. Eles apresentam receptores hormonais para os hormônios do crescimento hipofisário, tiroxina , testosterona e outros hormônios sexuais .

No embrião

Constitui o esqueleto embrionário

Em crianças / adolescentes

Alguns ossos são feitos em parte desse tipo de cartilagem. Então, com o passar dos anos, sua proporção no osso diminui; na puberdade, tudo o que resta são as cartilagens de acasalamento nos ossos longos. Eles desaparecerão no final do crescimento .

Em adultos
  • a cartilagem hialina articular é encontrada na superfície das articulações do tipo sinovial móvel (com uma cápsula sinovial = cápsula articular ) em continuidade com o periósteo do osso. Pode ser encontrada, por exemplo, no joelho;
  • cartilagem hialina não articular, encontrada em:

Cartilagem fibrosa

A cartilagem fibrosa ou fibrocartilagem é um tecido intermediário entre a cartilagem e o tecido conjuntivo fibroso. Observamos colágeno tipo I , denso e orientado de acordo com as forças de tração (em feixes ou intersecção) e tipo II. Grupos de condrócitos alinhados também são observados.

Não tem um pericôndrio distinguível.

É rico em fibras de colágeno, formando uma moldura visível ao microscópio óptico. Esta estrutura muito organizada torna-o muito resistente à tração. Alguns exemplos :

Cartilagem elástica

A cartilagem elástica é de cor amarelada, rica em fibras elásticas , mantém o formato de uma estrutura conferindo-lhe grande elasticidade .

Nós o encontramos no nível:

Metabolismo

Ao contrário de outro tecido conjuntivo, a cartilagem não contém vasos sanguíneos . Os condrócitos são nutridos por difusão , auxiliada pela ação de bombeamento gerada pela compressão da cartilagem articular ou pela flexão elástica da cartilagem.

Portanto, em comparação com outros tecidos conjuntivos, a cartilagem cresce e se repara mais lentamente. Esses fenômenos são produzidos pelo pericôndrio , que cobre todas as cartilagens (exceto a cartilagem articular) e que, por sua vez, é altamente vascularizado.

Na idade adulta, não há mais regeneração da cartilagem; assim, qualquer anomalia ou lesão é teoricamente irreversível. No entanto, pesquisadores e cirurgiões estão procurando desenvolver terapias de reparo para tratar danos à cartilagem articular . O uso de células- tronco (células progenitoras osteocondrais) é uma das técnicas consideradas desde a década de 1990 para o reparo da cartilagem em adultos.

Dois territórios cartilaginosos

  • a substância territorial , ou globo condróico , designando a parte celular da cartilagem. As células podem ser isoladas ou formar pequenos grupos isogênicos ( condrones ), ou seja, resultantes de divisões de um condrócito já isolado. O isolamento progressivo é devido à produção superficial de condroblastos (células precursoras que, quando isoladas, ou em pequenos grupos isogênicos, são chamados de condrócitos) a partir da matriz extracelular.
  • a substância intercelular , ou matriz da cartilagem , produzida pelos condrócitos. É a parte livre de células da cartilagem, composta por glicosaminoglicanos, colágeno (fibras tipo I e tipo II), condronectina, fibromodulina,  etc.

A substância intercelular localizada próxima aos condroblastos tem propriedades basofílicas , é a cápsula . É rico em condroitina 4-sulfato , condroitina 6-sulfato , sulfato de queratano , mas deficiente em colagénio.

Osteogênese endocondral

Processar

Pode acontecer que o tecido cartilaginoso (Hyalin) sirva de modelo para o desenvolvimento do tecido ósseo. Nesse caso, o modelo de cartilagem é reabsorvido (falamos de erosão da cartilagem) e substituído por tecido ósseo  ; é ossificação endocondral .

Conjugação ou cartilagem epifisária

É a cartilagem hialina localizada entre a metáfise e a epífise do osso garantindo seu crescimento em comprimento. Essa cartilagem ossifica no final do crescimento sob o efeito de hormônios, em particular a testosterona.

Patologias

As lesões da cartilagem são geralmente de origem mecânica (em atletas, por exemplo) ou microbiana.

Os fenômenos de degeneração podem ser devido à atividade anormal de enzimas ( colagenase e gelatinase ) que parece possível controlar pela doxiciclina .

Cartilagem artificial e materiais semelhantes

As propriedades da cartilagem articular são de interesse para diversas áreas de pesquisa. Eles dependem em parte da repulsão entre os componentes da matéria.

Na busca pela produção de cartilagem artificial, pesquisadores japoneses anunciaram no final de 2014 que haviam criado "um novo gel sintético que imita essa função, mas com propriedades raras, dependendo da direção" (este gel se deforma facilmente sob pressão quando chega) .e resiste quando vem de outra direção).

Os autores desta descoberta fortuita consideram que a cartilagem possui propriedades físico-mecânicas que se cruzam com as dos materiais clássicos, muito coerentes, e com as dos sistemas que acionam forças de repulsão magnéticas ou eletrostáticas como nos motores elétricos, trens de levitação magnética , suspensões de veículos sem contato; de acordo com eles, "a cartilagem articular é uma ilustração notável de como a repulsão eletrostática pode ser aproveitada para atingir uma eficiência funcional incomparável: ela permite o movimento mecânico das articulações quase sem atrito, mesmo sob alta compressão . "

Os autores acreditam que a integração das propriedades anisotrópicas eletrostáticas repulsivas em um material compósito, inspirado na cartilagem articular, poderia abrir novas e interessantes possibilidades para o desenvolvimento de materiais flexíveis com reações ou funções impossíveis de obter com os materiais atuais.

Notas e referências

  1. Leslie Mitch (2016) Por lesões no joelho, muitas vezes não curar , 06 de julho de 2016
  2. (em) Wakitani S, Goto T, Pineda SJ Young RG Mansour JM, Caplan AI, Goldberg VM. “Reparação baseada em células mesenquimais de grandes defeitos de espessura total da cartilagem articular” The Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume 1994; 76 (4): 579-92. PMID 8150826 ( resumo )
  3. (em) Smith GN, Yu LP, Brandt KD, WN Capello. "A administração oral de doxiciclina reduz as atividades de colagenase e gelatinase em extratos de cartilagem osteoartrítica humana" Journal of reumatology ( ISSN 0315-162X ) 1998; 25 (3): 532-5; (15 ref.) ( Folha Inist / CNRS; resumo em francês )  
  4. Anne Ladegaard Skov (2014), ciência dos materiais: como cartilagem, mas mais simples  ; Nature 517, 25-26 (01 de janeiro de 2015) doi: 10.1038 / 517025a, carregado em 31 de dezembro de 2014
  5. Mingjie Liu, & al (2014), Um hidrogel anisotrópico com repulsão eletrostática entre nanofolhas alinhadas cofacialmente  ; Nature 517, 68–72; 1 ° de janeiro de 2015; doi: 10.1038 / nature14060 ( resumo )

Veja também

Artigos relacionados

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